玻璃顏色的轉(zhuǎn)換機(jī)制

玻璃顏色的轉(zhuǎn)換機(jī)制

0改色過程標(biāo)準(zhǔn)海關(guān)顏色的變化對(duì)玻璃公司來說非常重要。同時(shí)，顏色轉(zhuǎn)換的成功評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)取決于整個(gè)顏色變化過程中時(shí)間的推移。本文總結(jié)了改色期間各工序?qū)嶋H操作的一些經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)建議,以期達(dá)到縮短改色周期、提高改色效率、減少改色期間所影響的產(chǎn)量和質(zhì)量,最終降低生產(chǎn)成本。1玻璃著色劑的應(yīng)用鉻、鈷、銅等過渡金屬,在玻璃中以離子狀態(tài)存在時(shí),它們的價(jià)電子在不同能級(jí)間躍遷,由此引起對(duì)可見光的選擇性吸收,導(dǎo)致玻璃著色。玻璃的光譜特性和顏色主要決定于離子的價(jià)態(tài)及其配位體的電場(chǎng)強(qiáng)度和對(duì)稱性。此外,玻璃的組成、熔制溫度、時(shí)間、氣氛等對(duì)離子的著色有著重要影響。在普通玻璃的配料中加入0.4%~0.7%的著色劑,就能使玻璃產(chǎn)生顏色。玻璃著色劑大多是金屬氧化物。每種金屬元素都有它獨(dú)特的光譜特征,所以不同的金屬氧化物呈現(xiàn)出不同的顏色。如果在玻璃配料中加入這些氧化物就會(huì)使玻璃著色。例如加入Cr2O3使玻璃呈現(xiàn)綠色;加入MnO2使玻璃呈紫色;加人Co2O3玻璃呈藍(lán)色。2配合料方的調(diào)整改色過程同時(shí)也是對(duì)之前工藝制度的一次微調(diào)過程。在整個(gè)改色過程中,有時(shí)需對(duì)整個(gè)配合料料方做調(diào)整,有時(shí)需針對(duì)相應(yīng)物料進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整的過程中勢(shì)必要求熔化做相對(duì)應(yīng)的微調(diào)工作,以對(duì)應(yīng)料方改變而引起的熔化制度的變化。2.1人工專著色劑的使用根據(jù)玻璃目標(biāo)顏色初步計(jì)算出所需著色劑的用量?；?yàn)室會(huì)先用電熔爐燒制目標(biāo)顏色玻璃,然后再測(cè)定顏色玻璃的成分,進(jìn)行計(jì)算調(diào)整后,放大一定的倍數(shù)后形成最終著色劑料單通知給配料車間。通常情況下,配料車間會(huì)根據(jù)料單人工進(jìn)行稱量、混合著色劑。著色劑的稱混過程中,會(huì)先配入一定的純堿,目的是使著色劑能夠均勻投放。著色劑稱量的精度一般要求±0.2g,純堿稱量的精度一般要求±0.5g。隨著技術(shù)的發(fā)展以及生產(chǎn)的需要,人工配置著色劑將會(huì)逐步被機(jī)械自動(dòng)化方式所代替,已有部分廠家進(jìn)行試驗(yàn),且取得了較好的結(jié)果。改色的一個(gè)重要原則就是要在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到合格目標(biāo)顏色,杜絕或減少花板時(shí)間,加快顏色的轉(zhuǎn)換。因此,各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接與配合就非常重要。對(duì)于配置階段,著色劑的稱量精度要嚴(yán)格控制,混合均勻度需達(dá)到98%以上,投放需按照配料的個(gè)數(shù)均勻分配。2.2氧化還原性氣氛控制顏色玻璃的光譜特性不僅隨離子的種類而異,而且在很大程度上決定于離子的價(jià)態(tài)。同種元素的離子,其價(jià)態(tài)不同時(shí)光譜特性也不同。例如,Fe3+與Fe2+、Cr6+與Cr3+、Mn3+與Mn2+等,雖分別屬于同一元素,但由于價(jià)態(tài)不同,它們的光譜特性各異。過渡金屬離子都是可變價(jià)的,在玻璃中也是如此。離子的變價(jià)實(shí)質(zhì)上是氧化還原問題。對(duì)某一變價(jià)離子來說,一定的氧化還原狀態(tài)必定存在著不同價(jià)態(tài)之間的平衡關(guān)系。玻璃在熔制過程中,變價(jià)離子的高低價(jià)態(tài)之間存在著動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系,如:顯然這些平衡將影響玻璃的最后著色。一般來說,熔制溫度越高、熔制時(shí)間越長(zhǎng)(有利于高價(jià)氧化物的分解),越有利于著色離子從高價(jià)轉(zhuǎn)向低價(jià)。熔制時(shí)保持氧化氣氛(或配合料中引入氧化劑)有利于著色離子從低價(jià)向高價(jià)轉(zhuǎn)變。反之,在還原氣氛下(或加入還原劑)則有利于從高價(jià)轉(zhuǎn)向低價(jià)。由于這種動(dòng)態(tài)的平衡關(guān)系,熔窯內(nèi)的氧化還原性氣氛控制顯得極其重要,特別是每個(gè)小爐火焰的氧化性和還原性的控制。熔窯外圍控制通常做法是通過對(duì)每個(gè)小爐空氣閘板的控制來調(diào)節(jié)助燃風(fēng)的量,進(jìn)而控制每個(gè)小爐燃燒時(shí)候所需空氣量,達(dá)到控制每個(gè)小爐火焰的氧化還原性;熔窯內(nèi)部控制通常做法是將1#和2#小爐火焰調(diào)整到一個(gè)強(qiáng)還原性質(zhì)的狀態(tài),用以防止著色劑中還原碳粉的過早氧化而失去作用。2.3能減少能耗碎玻璃是生產(chǎn)過程中的廢品和切裁下來的邊角料,是十分有效的助熔劑,又稱熟料。正常使用過程中,加入10%的碎玻璃,可減少能耗2%~3%,正常生產(chǎn)過程中基本控制在15%~30%的量。遇到改色,由于配合料中著色劑用量的變化,導(dǎo)致熔化將出現(xiàn)較大的變動(dòng),為了降低這種變動(dòng),需對(duì)碎玻璃的用量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,經(jīng)過長(zhǎng)期的觀察與總結(jié),在改色的時(shí)候?qū)⑺椴ＡУ挠昧吭黾?%~10%,對(duì)于整個(gè)熔化狀態(tài)的穩(wěn)定有明顯的效果。2.4氧化劑的制備配合料中氧化劑與還原劑用量比例控制對(duì)于玻璃的改色也影響較大。通常生產(chǎn)顏色玻璃時(shí)候,會(huì)使用到鐵粉,而在熔化過程中,Fe2+與Fe3+在熔窯內(nèi)不同氣氛下會(huì)相互轉(zhuǎn)化,Fe2+的著色能力是Fe3+的10倍,且Fe2+和Fe3+的氧化物會(huì)讓玻璃呈現(xiàn)不同的顏色,Fe2O3(黃色)、FeO(藍(lán)色)。因此氧化劑與還原劑的控制就顯得重要。在生產(chǎn)顏色玻璃時(shí)常用到的氧化劑是硝酸鈉,還原劑是煤粉。2.5玻璃黏度的調(diào)整經(jīng)過一段時(shí)間觀察,我們發(fā)現(xiàn),不同顏色玻璃液其黏度有所不同,綠色系列玻璃的黏度較大。為了改變這種狀況,我們?cè)诟纳陂g會(huì)實(shí)時(shí)調(diào)整攪拌器的用量,并且對(duì)卡脖冷卻水包的深度也進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)過對(duì)調(diào)整前后對(duì)比發(fā)現(xiàn),這樣做有利于縮短改色時(shí)間。2.6熔窯內(nèi)配合料的分布由于著色劑的用量占整個(gè)配合料比例很小,但其對(duì)整個(gè)玻璃熔液顏色影響卻很大,因此調(diào)整著色劑后的配合料在熔窯內(nèi)均勻分布就非常重要。按照經(jīng)驗(yàn),我們通常采取2種手段,一是配料車間先人工將著色劑按照一定量稱量并且和純堿預(yù)混合均勻,二是在窯頭料倉分配混合料時(shí)候均勻布料。實(shí)踐證明,這樣做極大地減少了花板的發(fā)生,特別是當(dāng)花板產(chǎn)生時(shí),這樣做,也大大降低了花板的時(shí)間。3長(zhǎng)期改色的應(yīng)急預(yù)案玻璃熔窯內(nèi)的物理化學(xué)變化非常復(fù)雜,一次改色過程中將對(duì)這種變化產(chǎn)生巨大的影響,即使改色計(jì)劃方案再周密,也有可能出現(xiàn)不可預(yù)料的情況,那么就需根據(jù)長(zhǎng)期改色的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)做一些相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案,以應(yīng)對(duì)之,減少損失。比如,將每次改色碎玻璃的使用量做一個(gè)長(zhǎng)期記錄,尋找規(guī)律,加以利用。玻璃改色成功,也就為